大數(shù)據(jù)環(huán)境下學(xué)習(xí)資源元模型的研究與應(yīng)用

張吉先 單永剛 虞江鋒 陳東毅 尹學(xué)松

摘要：為解決大數(shù)據(jù)環(huán)境下學(xué)習(xí)資源的描述困難，文章提出了基于元模型的學(xué)習(xí)資源描述體系，即在資源庫(kù)平臺(tái)中建立一套既符合學(xué)習(xí)資源著錄標(biāo)準(zhǔn)的、又具有可擴(kuò)展性的元數(shù)據(jù)模型定義模式。通過(guò)向通用元模型元素集引用或映射，獲取各類(lèi)資源的元數(shù)據(jù)模型的元素，以此實(shí)現(xiàn)不同元數(shù)據(jù)模型之間的相互兼容。元模型支持在實(shí)際應(yīng)用中逐漸形成一套約束和推理規(guī)范，以實(shí)現(xiàn)元模型的自我建設(shè)和自我完善。論述了學(xué)習(xí)資源元模型的基本原理、創(chuàng)建過(guò)程、運(yùn)行流程和存儲(chǔ)方法，并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用的情況做了介紹和分析。

關(guān)鍵詞：元模型；元數(shù)據(jù)；元數(shù)據(jù)模型；學(xué)習(xí)資源；大數(shù)據(jù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

大數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)形式、數(shù)據(jù)的規(guī)模和數(shù)據(jù)的處理技術(shù)[1]。大數(shù)據(jù)級(jí)的學(xué)習(xí)資源庫(kù)囊括了各學(xué)科、各專(zhuān)業(yè)、各類(lèi)型的海量資源，是一個(gè)綜合型教學(xué)資源倉(cāng)庫(kù)，它一方面能保障學(xué)習(xí)資源庫(kù)資源的完整性，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，有助于開(kāi)展“個(gè)性化白適應(yīng)”式學(xué)習(xí)資源服務(wù)[2]，另一方面能提高對(duì)學(xué)習(xí)資源庫(kù)的數(shù)據(jù)分析的實(shí)用性，有助于引導(dǎo)使用者的教學(xué)、科研活動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)資源庫(kù)所包含的各種資源之間在分類(lèi)體系、文件格式、支撐平臺(tái)、基本屬性等方面都存在固有的差異，且各自的資源描述標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，這直接導(dǎo)致學(xué)習(xí)資源庫(kù)在現(xiàn)有的信息技術(shù)條件下和合理的時(shí)間內(nèi)，無(wú)法完成擷取、管理和重用學(xué)習(xí)資源的任務(wù)，因此，必須尋找一種高效的處理數(shù)據(jù)方法提升學(xué)習(xí)資源庫(kù)平臺(tái)對(duì)大數(shù)據(jù)資源的處理能力。

學(xué)習(xí)資源的建設(shè)和研究者們也察覺(jué)到了這些弊端的存在，并在努力消除它，如江蘇省精品課程教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用了“LOM+DC”元數(shù)據(jù)的方式來(lái)描述精品課程[3]，在簡(jiǎn)化精品課程描述體系方面取得了顯著的效果，提高了資源獲取的效率；有學(xué)者也提出了用本體來(lái)描述和組織學(xué)習(xí)資源的設(shè)想，如曾玲等提出的學(xué)習(xí)資源的元數(shù)據(jù)的“本體”組織（封裝）方式[4]，這種方式可以保證知識(shí)本身的內(nèi)在邏輯，且使得知識(shí)具備可重用性。

這兩種方法前者是針對(duì)重組后的學(xué)習(xí)資源群體，后者是針對(duì)某個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的資源群體，具有明顯的代表性，它們都從組織學(xué)習(xí)元數(shù)據(jù)方面人手，給出了完美的學(xué)習(xí)資源描述、組織方案，在特定的資源群體中能發(fā)揮積極的作用。對(duì)于大數(shù)據(jù)級(jí)學(xué)習(xí)資源庫(kù)而言，一方面資源數(shù)量龐大、分類(lèi)（主題）復(fù)雜，另一方面支持不同顆粒程度的學(xué)習(xí)資源之間的互操作，顯然，以上兩種方式無(wú)法應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)級(jí)學(xué)習(xí)資源庫(kù)的描述。

為此，本文提出了一種基于元模型的資源描述方法，即在資源庫(kù)平臺(tái)中建立一套既符合學(xué)習(xí)資源著錄標(biāo)準(zhǔn)、義具有可擴(kuò)展性的元數(shù)據(jù)模型定義模式，即元模型。元模型是元數(shù)據(jù)模型建立的基本依據(jù)：通過(guò)向通用元模型元素集引用或映射，獲取各類(lèi)資源的元數(shù)據(jù)模型的元素，以此解決不同元數(shù)據(jù)模型之間的兼容問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)資源的整合。元模型支持在實(shí)際應(yīng)用中逐漸形成一套約束和推理規(guī)范，以實(shí)現(xiàn)元模型的自我建設(shè)和自我完善。

二、學(xué)習(xí)資源元模型的構(gòu)成

（一）學(xué)習(xí)資源元模型的層次結(jié)構(gòu)

20世紀(jì)70年代末，D R Hofstad ter提出了元模型的基本思想，即元模型、模型和實(shí)例都是以實(shí)例化為基礎(chǔ)的相對(duì)概念之間的關(guān)系，但該文獻(xiàn)僅論述了同構(gòu)關(guān)系框架的基本原則，并沒(méi)有涉及到如何構(gòu)建可復(fù)用的元模型建模框架[5]。2002年4月以來(lái)OMG共發(fā)布了五個(gè)版本的MOF（Meta Object Fa-cility）16j，MOF提出了四層元建模架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)層（MO）、模型層（MI）、元模型層（M2）和元元模型層（M3），四層結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如圖1所示。其中每相鄰兩層之間遵循“模型”與“實(shí)例”的關(guān)系，子層元素是父層實(shí)例的子集，MOF模式實(shí)際上可以超越四層架構(gòu)，但受人類(lèi)的思維能力及實(shí)際應(yīng)用范疇的限制，MOF四層結(jié)構(gòu)足以滿足絕大部分事物元建模的需求。

圖1的MO層是描述資源實(shí)體的數(shù)據(jù)，它是學(xué)習(xí)資源庫(kù)直接操作的對(duì)象；M1層是定義描述某類(lèi)資源所有規(guī)則的集合，它包括屬性、約束、關(guān)系、結(jié)構(gòu)，Ml層統(tǒng)稱(chēng)為元數(shù)據(jù)模型（如視頻資源元數(shù)據(jù)模型）；M2層即元模型，是學(xué)習(xí)資源描述體系的最底層，用來(lái)定義、規(guī)劃和控制元數(shù)據(jù)模型，元模型層相對(duì)比較抽象，它可以被理解為是創(chuàng)建元數(shù)據(jù)模型的環(huán)境；學(xué)習(xí)資源描述體系沒(méi)有涉及到M3層。

（二）學(xué)習(xí)資源元模型的元素來(lái)源

學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)規(guī)范（Learning Object Meta-data，LOM）定義了學(xué)習(xí)對(duì)象屬性描述的“最小集合”，它包括9個(gè)大類(lèi)（含48個(gè)子項(xiàng)）能描述學(xué)習(xí)對(duì)象的各種核心屬性[7]，LOM是學(xué)習(xí)資源元模型的元素的重要來(lái)源之一。

在實(shí)際應(yīng)用中，全部引用LOM元數(shù)據(jù)元素，會(huì)使得描述體系顯得過(guò)于龐大，而部分引用LOM元數(shù)據(jù)元素，由于資源之間本身存在的屬性差別，難以做到屬性描述的統(tǒng)一性。而且，新型學(xué)習(xí)資源會(huì)隨著信息技術(shù)的革新而陸續(xù)_Ln現(xiàn)，LOM標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法對(duì)新資源的新屬性做出及時(shí)的響應(yīng)。如MOOC課程，除一般網(wǎng)絡(luò)課程的基本特征之外，還有其自身的特征[8]：課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)“關(guān)聯(lián)主義學(xué)習(xí)理論”，包括學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間關(guān)聯(lián)、知識(shí)于知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)；作為生成式課程，MOOC課程內(nèi)容隨課程的進(jìn)展而擴(kuò)充和延伸；課程的教育內(nèi)容呈非結(jié)構(gòu)化，所以在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程的元數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，需要為MOOC課程的屬性描述做“課程內(nèi)容的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)”“課程內(nèi)容擴(kuò)充方式”“課程結(jié)構(gòu)的限制”等方面的擴(kuò)展。

因此，在LOM元數(shù)據(jù)規(guī)范之外，還需建立一個(gè)擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范，它是學(xué)習(xí)資源元模型元素的另一個(gè)來(lái)源，是對(duì)LOM元數(shù)據(jù)元素的補(bǔ)充，擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范是可編輯的。

三、學(xué)習(xí)資源元模型的構(gòu)建

（一）學(xué)習(xí)對(duì)象語(yǔ)義詞典

元模型元素之間的關(guān)系代表著實(shí)體元數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，元素之間的關(guān)系是模型之間的相互引用、相互映射的基本條件，而元素之間的關(guān)系需要通過(guò)為元素預(yù)設(shè)語(yǔ)義來(lái)建立。語(yǔ)義是知識(shí)工程領(lǐng)域的一個(gè)核心概念，通過(guò)語(yǔ)義推理、語(yǔ)義相似度計(jì)算，可使計(jì)算機(jī)能具備類(lèi)似于人類(lèi)的“聯(lián)想”思維。在學(xué)習(xí)資源元模型層創(chuàng)建一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象語(yǔ)義詞典（Learn-ing Object Semantic Dictionary， LOSD）， LOSD可以理解為是關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)（LinkData）[9]，它本身不是語(yǔ)義，但可以在數(shù)據(jù)層面建立語(yǔ)義關(guān)聯(lián)。LOSD包括統(tǒng)一的類(lèi)術(shù)語(yǔ)、屬性術(shù)語(yǔ)、關(guān)系術(shù)語(yǔ)等。同時(shí)，LOSD預(yù)定義一系列元模型的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型集合（DThasic）和枚舉數(shù)據(jù)類(lèi)型（DTeⅢenum），學(xué)習(xí)資源元模型在新建元數(shù)據(jù)模型時(shí)與LOSD構(gòu)成語(yǔ)義依賴(lài)關(guān)系，這使元數(shù)據(jù)元素在語(yǔ)義上取得了一致，不僅消除了由于人為理解或數(shù)據(jù)異構(gòu)等因素對(duì)元素表示所造成的影響，而且可使元數(shù)據(jù)模型之間的信息交換和復(fù)雜元數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)在語(yǔ)義上保持了高度的一致，解決了數(shù)字資源元數(shù)據(jù)一致性與資源信息共享問(wèn)題。

（二）通用元模型屬性集

LOM元數(shù)據(jù)規(guī)范和擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范是學(xué)習(xí)資源元模型元素的來(lái)源，學(xué)習(xí)資源元模型包括全集元數(shù)據(jù)和核心元數(shù)據(jù)兩個(gè)層次，其中全集元數(shù)據(jù)是對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行的全面描述，它所包含的描述元素（及元素子集）繁多、描述結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全集元數(shù)據(jù)用于描述資源的個(gè)性化屬性。核心元數(shù)據(jù)是表示信息單元基本屬性所需要的最少數(shù)量的元數(shù)據(jù)元素和元數(shù)據(jù)實(shí)體，是元數(shù)據(jù)子集和實(shí)體中必選的元數(shù)據(jù)實(shí)體和元數(shù)據(jù)元素[10]，各類(lèi)資源核心元數(shù)據(jù)的交集構(gòu)成資源庫(kù)通用元數(shù)據(jù)元素集，即通用元模型屬性集（Share Meta-model Attribute， SMA）。

（三）學(xué)習(xí)資源元模型結(jié)構(gòu)

定義：學(xué)習(xí)資源元模型的邏輯描述式可以定義為一個(gè)六元組：學(xué)習(xí)資源元。模型定義為一個(gè)六元組MetaModel：

A：兀模型基本元素集合：A=MlomU Mext，其中M.。。是學(xué)習(xí)對(duì)象模型LOM，Mex，是元模型擴(kuò)展元素集，A是元數(shù)據(jù)模型元素的命名域A∈LOSD。

V：值域V=DThasic U DTenum，其中DTbasic為基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，DTenum為枚舉數(shù)據(jù)類(lèi)型，V∈LOSD。Vv∈V，]r∈R，r=（vl，v2）。

R：兀模型元素之間基本的語(yǔ)義關(guān)系集合，元素之間基本關(guān)系有R={xlx∈is-a，part-of，is，composed-of，have}）等，R∈LOSD。

E：元數(shù)據(jù)模型的集合，Ve∈E，Va∈A，Vv∈V，e=（ae，ve），ae為元模型e的命名域，ve為元模型e的值域。設(shè)SMA為Msl…，MS11are= aeln ae2n…n a“（n如果過(guò)大影響M Shar。的通用性，事實(shí)上在學(xué)習(xí)資源元模型中n值不會(huì)很大，而且對(duì)于個(gè)別帶有特異元素的元數(shù)據(jù)模型，可以選擇局部或全部舍棄）。

F：元模型函數(shù)集合，即對(duì)元模型的操作方法，主要有：（1）編輯Edit（）：包括增加、刪除、修改、查詢(xún)?cè)丶然静僮鳎唬?）映射Mapping0：異構(gòu)元數(shù)據(jù)模型的元素與LOSD中預(yù)設(shè)的MShare的元素建立映射；（3）引用QuoLe（）：元數(shù)據(jù)模型對(duì)其它元數(shù)據(jù)模型的元素的調(diào)用（一般是作為子集整體調(diào)用）；（4）推理Reasoning0：依據(jù)LOSD中各類(lèi)元素之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，對(duì)元素進(jìn)行基于關(guān)系集r的推理（r∈R，r為R的非空子集）；（5）篩選Filter（）：從LOSD中篩選需要的元素，用于建立通用元模型屬性集（SMA）以及選取個(gè)性化元數(shù)據(jù)元素。

P：規(guī)則集合，元模型背景下，所有元數(shù)據(jù)模型、基本元素以及元素子集在取值、運(yùn)算、應(yīng)用時(shí)都受集合P的子集的約束，P由設(shè)計(jì)者預(yù)先設(shè)定。網(wǎng)絡(luò)課程元數(shù)據(jù)模型的UML類(lèi)圖如圖2所示。

（四）基于元模型的元數(shù)據(jù)模型的創(chuàng)建

如下頁(yè)圖3所示，箭頭實(shí)線表示流程，箭頭虛線表示數(shù)據(jù)流。圖中包括以下幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：（I）LOM元數(shù)據(jù)規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)：學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)規(guī)則，除版本整體升級(jí)之外不支持局部編輯；（2）擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)：擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范是白定義元數(shù)據(jù)規(guī)范，是對(duì)LOM的擴(kuò)展，支持編輯；（3）通用元模型屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（SMA）；（4）學(xué)習(xí)對(duì)象語(yǔ)義詞典數(shù)據(jù)庫(kù)（LOSD）；（5）元數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)：對(duì)單項(xiàng)資源元數(shù)據(jù)模型的記錄，元數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)有多個(gè)，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以接收其它元數(shù)據(jù)模型的整體調(diào)用。其中，（1）（2）是元模型的元素來(lái)源，（1）（2）（3）（4）共同構(gòu)成學(xué)習(xí)資源描述體系的元模型層（與圖2區(qū)域A相對(duì)應(yīng)），（5）處于模型層，是元模型作用的結(jié)果，它的對(duì)象是描述數(shù)據(jù)（與圖2區(qū)域B相對(duì)應(yīng)）。當(dāng)某資源描述的屬性集確定時(shí)，進(jìn)入循環(huán)逐個(gè)獲取對(duì)應(yīng)的元數(shù)據(jù)元素。查詢(xún)通用元模型屬性（SMA），若存在，則直接引用加載到元數(shù)據(jù)模型，若不存在則轉(zhuǎn)到步驟（2）。查詢(xún)?cè)Ｐ偷脑兀↙OM元數(shù)據(jù)規(guī)范、擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范），若存在加載到元數(shù)據(jù)模型，若不存在轉(zhuǎn)到（3）。由于建立元數(shù)據(jù)模型有“最小”原則和“統(tǒng)一”原則，元素盡可能在SMA中獲取，因此，步驟（1）和步驟（2）不能顛倒。擴(kuò)展一個(gè)相應(yīng)的元素到擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范中，并將其加載到元數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。在擴(kuò)展過(guò)程中，為保障元模型元素集的普適性，LOSD須發(fā)揮其對(duì)新建元素的語(yǔ)義推理和命名約束的作用。如在擴(kuò)展一個(gè)“微課類(lèi)型”元素時(shí)，LOSD要求采用“MicroClass_Type”的格式命名，根據(jù)分類(lèi)元素的特性給出新元素MicroClass_Type的描述建議，包括該類(lèi)型的常規(guī)值預(yù)設(shè)、關(guān)聯(lián)元素的選擇等。完成預(yù)定目標(biāo)，退出循環(huán)，結(jié)束流程。

四、元數(shù)據(jù)模型獲取元數(shù)據(jù)的方法

（一）元數(shù)據(jù)模型元數(shù)據(jù)著錄格式

元數(shù)據(jù)模型的元數(shù)據(jù)著錄格式主要有兩種：一種是RDF/XML文件格式，RDF是一個(gè)用于描述Weh上的資源的框架，它被設(shè)計(jì)為提供一種描述信息的通用方法，RDF作為一個(gè)元數(shù)據(jù)的描述方式，依賴(lài)XML來(lái)編碼和傳送元數(shù)據(jù)，RDF/XML描述方式以RDF Schema（RDFS）來(lái)規(guī)范描述對(duì)象所蘊(yùn)含的二元關(guān)系ll兒12J；另一種是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)格式，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（Relational Database）是以關(guān)系模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作集合和完整性約束決定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)描述和處理能力，對(duì)資源元數(shù)據(jù)而言，最常見(jiàn)的表現(xiàn)方式為數(shù)據(jù)表，以及表與表之間的關(guān)聯(lián)。RDF/XML格式擅長(zhǎng)于數(shù)據(jù)的保存和傳遞，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)格式擅長(zhǎng)于數(shù)據(jù)描述和實(shí)時(shí)處理，兩種格式是一種優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的關(guān)系。

（二）元數(shù)據(jù)模型中的存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)

向元數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，即是把不規(guī)則的原始元數(shù)據(jù)文件導(dǎo)人到既定模式的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表中。

（1）通過(guò)遍歷把RDF/XML文件存入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

RDF/XML文件按元數(shù)據(jù)模型的定義轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)表，需遵守以下三個(gè)規(guī)則：

規(guī)則1：RDF的一個(gè)類(lèi)轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)一個(gè)表，RDF的資源類(lèi)名為表名，屬性（定義域）為表列，屬性值（值域）為數(shù)據(jù)值。

規(guī)則2：RDF父子類(lèi)關(guān)系，子類(lèi)數(shù)據(jù)表的主鍵作為父類(lèi)數(shù)據(jù)表的外鍵。

規(guī)則3：RDF元數(shù)據(jù)文件，呈多叉樹(shù)型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換函數(shù)按廣度優(yōu)先遍歷的策略執(zhí)行。

（2）關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)文件導(dǎo)入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)格式元數(shù)據(jù)文件有兩種類(lèi)型：一種是單表形式（所有數(shù)據(jù)在同一個(gè)表上），另一種是多表形式（多個(gè)表格之間通過(guò)外鍵建立關(guān)系1。由于單表形式的數(shù)據(jù)庫(kù)不符合關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本范式，無(wú)法對(duì)一項(xiàng)資源進(jìn)行全面地描述，因此，實(shí)際應(yīng)用中，第一手原始元數(shù)據(jù)往往是帶有關(guān)系的多表形式的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。多表形式的數(shù)據(jù)文件（下稱(chēng)源數(shù)據(jù)）導(dǎo)入到元數(shù)據(jù)模型的步驟如下：a.把數(shù)據(jù)文件導(dǎo)人到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；b.打開(kāi)元數(shù)據(jù)模型，建立模型中的數(shù)據(jù)表和源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，復(fù)制數(shù)據(jù)；c.根據(jù)源數(shù)據(jù)中的關(guān)系創(chuàng)建元數(shù)據(jù)模型中表的主鍵和外鍵，復(fù)制關(guān)系。

五、學(xué)習(xí)資源元模型的應(yīng)用

（一）應(yīng)用背景

2012年，浙江廣播電視大學(xué)組織實(shí)施浙江省教育信息化十二五規(guī)劃項(xiàng)目“浙江省終身學(xué)習(xí)數(shù)字化資源庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)‘資源庫(kù)’）”建設(shè)項(xiàng)目[13]，2015年4月資源庫(kù)系統(tǒng)項(xiàng)目順利通過(guò)驗(yàn)收。該資源庫(kù)是集高等教育、繼續(xù)教育、職業(yè)教育和社區(qū)教育等多層次、多類(lèi)型資源的管理、共享、應(yīng)用于一體，面向省內(nèi)教育機(jī)構(gòu)提供資源公共服務(wù)的終身學(xué)習(xí)數(shù)字化資源庫(kù)；資源庫(kù)的資源群以《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范CELTS41》為基礎(chǔ)，共分為14類(lèi)，包括媒體素材（文本、圖形/圖像、視頻、音頻、動(dòng)畫(huà)）、試題、試卷、課件、案例、文獻(xiàn)資料、網(wǎng)絡(luò)課程、常見(jiàn)問(wèn)題解答、資源目錄索引、圖書(shū)等。多層次、多類(lèi)型的特征決定了源庫(kù)是一個(gè)大數(shù)據(jù)級(jí)別的綜合性信息共享、整合平臺(tái)。本文所提出的大數(shù)據(jù)背景下的學(xué)習(xí)資源元模型，正是為該資源庫(kù)提供一個(gè)高效的資源描述方案。

（二）應(yīng)用實(shí)例

圖2區(qū)域B（虛線部分）是網(wǎng)絡(luò)課程元數(shù)據(jù)模型的UML類(lèi)圖限（于篇幅作了簡(jiǎn)化）。由圖2可知網(wǎng)絡(luò)課程元數(shù)據(jù)模型的元素來(lái)源包括：（1）篩選學(xué)習(xí)資源元模型元素，通過(guò)Filter（）操作，向元模型選取所需的元素，由于常用元素從通用元模型屬性集合獲取，且元數(shù)據(jù)模型可隨時(shí)擴(kuò)展，為減少服務(wù)端系統(tǒng)開(kāi)支，系統(tǒng)默認(rèn)約定從元模型中篩選的結(jié)果是網(wǎng)絡(luò)課程個(gè)性化元素的最小集合（即：用多少取多少）。在這個(gè)過(guò)程中LOSD通過(guò)元模型對(duì)元素的選擇起到規(guī)范作用；（2）映射通用元模型屬性：通過(guò)Mapping0操作，與通用元模型屬性建立元素映射關(guān)系；（3）引用其它的元數(shù)據(jù)模型：通過(guò)Quote（）操作，把相關(guān)資源的元數(shù)據(jù)模型作為元素子集引用過(guò)來(lái)，如視頻元數(shù)據(jù)模型、文檔元數(shù)據(jù)模型。資源庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)課程元數(shù)據(jù)模型（如下表所示）完全是按本文所述的基于元模型環(huán)境及流程創(chuàng)建，使資源庫(kù)在面對(duì)于不同來(lái)源的網(wǎng)絡(luò)課程時(shí)，具有最大的包容性。事實(shí)上，如前文所述，模型的層次總是相對(duì)的，元模型的思想也可用于元數(shù)據(jù)模型以派生出它自己的對(duì)象，對(duì)上述圖2所示的網(wǎng)絡(luò)課程元數(shù)據(jù)模型而言，它可以生成動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)課程、靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)課程、微課、MOOC等元數(shù)據(jù)模型。

（三）應(yīng)用分析

學(xué)習(xí)資源平臺(tái)各項(xiàng)資源元數(shù)據(jù)模型的每個(gè)元素來(lái)自于高度規(guī)范的元模型，這一方面決定了整個(gè)資源平臺(tái)元數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，為資源平臺(tái)實(shí)施穩(wěn)定的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一檢索、統(tǒng)一調(diào)用、協(xié)同應(yīng)用等功能奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)（基于元數(shù)據(jù)的資源整合，是最穩(wěn)定的資源整合方法），另一方面，各類(lèi)資源的元數(shù)據(jù)模型的元素集是由小到大、按需獲取的，這節(jié)省了系統(tǒng)的開(kāi)支，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)瀆寫(xiě)效率。值得一提的是，上述兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)將隨著資源數(shù)量的遞增而更加顯現(xiàn)出來(lái)，因此，該描述體系對(duì)于大數(shù)據(jù)環(huán)境下學(xué)習(xí)資源的實(shí)用意義可想而知。

LOM是權(quán)威的、通用的學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)規(guī)范，當(dāng)擴(kuò)展元素參與到學(xué)習(xí)資源的描述之后，資源元數(shù)據(jù)模型便具有了個(gè)性化特征，這樣的元數(shù)據(jù)在與其它資源系統(tǒng)進(jìn)行互操作時(shí)會(huì)遇到瓶頸。另外，學(xué)習(xí)資源建設(shè)者們受其自身專(zhuān)業(yè)、工作等的影響對(duì)語(yǔ)義的理解會(huì)有差別，元模型擴(kuò)展元素的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)如何得到合理的定義，這也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

六、小結(jié)

大數(shù)據(jù)環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源庫(kù)，必須能夠勝任資源重組和教學(xué)引導(dǎo)的雙重服務(wù)，而要承擔(dān)這些任務(wù)須有一個(gè)高效、靈活的資源描述體系，傳統(tǒng)的面向局部資源群體的描述體系顯然已無(wú)法承擔(dān)這些任務(wù)。本文提出了一種基于元模型的學(xué)習(xí)資源描述體系，元模型的元素由LOM元數(shù)據(jù)規(guī)范和擴(kuò)展元數(shù)據(jù)規(guī)范提供，元模型通過(guò)學(xué)習(xí)對(duì)象語(yǔ)義詞典（LOSD）.通用元模型屬性集（SMA），用以建立最合理的資源元數(shù)據(jù)模型。描述體系獲取元模型元素的原則是“按需引用、自主擴(kuò)展”，允許接受LOM之外的其它學(xué)習(xí)資源標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的元素，且經(jīng)過(guò)LOSD和SMA的約束和規(guī)范，可以解決不同標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范之間的兼容性問(wèn)題。文章詳細(xì)闡述了描述體系的工作原理、通過(guò)元模型創(chuàng)建元數(shù)據(jù)模型的過(guò)程以及元數(shù)據(jù)模型獲取元數(shù)據(jù)的方法。最后，通過(guò)應(yīng)用實(shí)例，分析了描述體系的應(yīng)用前瞻，提出了描述體系在實(shí)際應(yīng)用中存在的局限性。

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作者簡(jiǎn)介：

張吉先：研究員，碩士，研究方向?yàn)檫h(yuǎn)程教育（zhangjx@zjtvu.edu.cn）.

單永剛：高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)閿?shù)字圖書(shū)館、學(xué)習(xí)資源建設(shè)（shanyg@zjtvu.edu.cn）。

虞江鋒：副教授，碩士，研究方向?yàn)檫h(yuǎn)程教育與遠(yuǎn)程教育技術(shù)（yujf@zjtvu.edu.cn）。

陳東毅：工程師，碩士，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)（chendy@zjtvu.edu.cn）.

尹學(xué)松：教授，博士，研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別（yinxs@zjtvu.edu.cn）.

The Research and Application of Learning Resources MetaModelin the Big Data Environment

Zhang Jixian， Shan Yonggang， Yu Jiangfeng， Chen Dongyi， Yin Xuesong

（Zhejiang Radio & TV University， Hangzhou Zhejiang 310030）Abstract：ln order to solve the difficulty ofresource description in the Big Data environment， the research creates a description systemoflearning resources based on the MOF's MetaModel. That is， creating MetaDataModel wluch meets learning resources description standard， and can be expanded in the resource pool platform. It obtains the MetaData model elements of all kinds of resource by reference or mapping from the MetaModel in order to realize the compatibility between different MetaDataModels. The MetaModel Form supports to create a set of constraints and inference rules in practical application to realize self construction and self perfection. The paper discusses the Learning Resources MetaModel's principle， constructive process， operation process and storage method. It also introduces and analyzes the application situation of the learning resources MetaModel. Keywords： MetaModel； MetaData；MetaDataModel； Learning Resources； Big Data

收稿日期： 2015年6月27日

責(zé)任編輯：趙興龍

簡(jiǎn)訊

第五屆中日教育技術(shù)學(xué)研究與發(fā)展論壇暨中國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)信息技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)在上海召開(kāi)

2015年7月11日至12日，第五屆中日教育技術(shù)學(xué)研究與發(fā)展論壇暨中國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)信息技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)在上海市實(shí)驗(yàn)學(xué)校召開(kāi)。論壇由巾國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)、日本教育T學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦，年會(huì)由巾國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)信息技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主辦，會(huì)議由上海師范大學(xué)承辦。

上海師范大學(xué)副校長(zhǎng)高建華教授，中國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)、巾央電教館館長(zhǎng)王珠珠研究員，中國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)劉雍潛研究員，日本教育T學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、富山大學(xué)山西潤(rùn)一教授等領(lǐng)導(dǎo)與專(zhuān)家出席會(huì)議。來(lái)自巾國(guó)的上海師范大學(xué)、東北師范大學(xué)、浙江大學(xué)、南京師范大學(xué)、華東師范大學(xué)、西南大學(xué)、華南師范大學(xué)、內(nèi)蒙古師范大學(xué)等，來(lái)自日本的富山大學(xué)、日本女子大學(xué)、關(guān)西大學(xué)、奈良教學(xué)大學(xué)、東北大學(xué)、愛(ài)知T業(yè)大學(xué)、九州大學(xué)等學(xué)校的學(xué)者、教師和研究生，以及《中國(guó)電化教育》雜志社等多家媒體代表共計(jì)300余人參加了會(huì)議。

本次論壇和年會(huì)，是巾日教育技術(shù)學(xué)界的一次高水平的對(duì)話與交流，會(huì)議圍繞“技術(shù)改善學(xué)習(xí)”這一主題展開(kāi)了廣泛而深入的探討。論壇開(kāi)幕式上，高建華副校長(zhǎng)、王珠珠館長(zhǎng)、山西潤(rùn)一教授分別代表承辦方上海師范大學(xué)、主辦方rr『國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)、日本教育T學(xué)會(huì)作了致辭。王珠珠館長(zhǎng)、山西潤(rùn)一教授分別作了題為《中國(guó)基礎(chǔ)教育信息化的現(xiàn)狀與展望》和《日本教育T學(xué)研究的現(xiàn)狀與進(jìn)展》的主旨報(bào)告。在接下來(lái)的兩天當(dāng)巾，共舉行了二十一場(chǎng)大會(huì)報(bào)告、九場(chǎng)專(zhuān)題研究和八場(chǎng)論文發(fā)表，與會(huì)代表就技術(shù)改善學(xué)習(xí)的范式、理論、方法和過(guò)程等議題，展開(kāi)了富有成效的交流和研討并形成了了多項(xiàng)進(jìn)一步交流與合作的意向。

閉幕式上，上海師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)系系主任董玉琦教授對(duì)此次論壇和年會(huì)作了總結(jié)。他認(rèn)為，會(huì)議在拓展研究領(lǐng)域、改進(jìn)研究方法、加強(qiáng)研究合作與交流等方面取得相當(dāng)成果。會(huì)議的主要共識(shí)是，信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，不僅要關(guān)注技術(shù)應(yīng)用，更重要的是要關(guān)注學(xué)生發(fā)展；而關(guān)注學(xué)生發(fā)展，不僅關(guān)注學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，更要關(guān)注學(xué)業(yè)水平的提升，關(guān)注批判意識(shí)、協(xié)作精神、創(chuàng)造能力的改善。

第六屆中日教育技術(shù)學(xué)研究與發(fā)展論壇計(jì)劃在2017年召開(kāi)，初步確定由日本的東北大學(xué)承辦；巾國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)信息技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)明年7月召開(kāi)，初步確定由華中師范大學(xué)和黃岡師范學(xué)院聯(lián)合承辦。

（本刊記者宋靈青）